Question

【題目】某同學利用電火花計時器和氣墊導軌做“驗證動量守恒定律”的實驗。氣墊導軌裝置如圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成。在氣墊導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數量的小孔，向導軌空腔內不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差。

下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調節氣墊導軌的調節旋鈕，使導軌水平； ②向氣墊導軌通入壓縮空氣；

③把電火花計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側，將紙帶穿過電火花計時器與彈射架并固定在滑塊1的左端，調節電火花計時器的高度，直至滑塊1拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2(包括橡皮泥)放在氣墊導軌的中間，滑塊1與滑塊2(包括橡皮泥)碰撞后一起運動；

⑥先啟動電火花計時器(接通電火花計時器電源)，然后釋放滑塊1，讓滑塊1帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1的質量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質量為205 g。

(1)已知電火花計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用以前系統的總動量為________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后系統的總動量為________kg·m/s。(保留三位有效數字)

(2)試說明(1)中兩結果不完全相等的主要原因：__________________________。

Answer 1

【答案】 (1)0.620 0.618 (2)紙帶和限位孔之間有摩擦

【解析】 （1）碰撞前滑塊1的動量為m1v1＝0.310× kg·m/s＝0.620 kg·m/s，滑塊2的動量為零，所以碰撞前的總動量為0.620 kg·m/s；碰撞后滑塊1、2速度相等，所以碰撞后的總動量為(m1＋m2)v2＝(0.310＋0.205)× kg·m/s＝0.618 kg·m/s。

（2）兩結果不完全相等的主要原因：紙帶和限位孔之間有摩擦；